Реферат: Авлен прототип динамической интеллектуальной системы (дис) «Умный светофор», предназначенный для решения задачи регулировки движения в сложном транспортном узле

УДК 004.896(06) Интеллектуальные системы и технологии


И.А. КРУГЛОВ, А.И. СЕРГЕЕВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ПРОТОТИП ДИНАМИЧЕСКОЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВКИ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО УЗЛА


Представлен прототип динамической интеллектуальной системы (ДИС) «Умный светофор», предназначенный для решения задачи регулировки движения в сложном транспортном узле. В качестве последнего рассматривается комплексная дорожная развязка, движение на которой регулируется светофорами, управляемыми с помощью ДИС.


Регулировка движения [1] представляет интерес как динамическая задача, поскольку уличное движение зависит от многих факторов, таких как: погодные условия, время суток, сезона, а так же многих непредвиденных обстоятельств. В настоящее время данная проблема решается посредством статической конфигурации элементов управления движением, таких как светофоры. В особо трудных ситуациях процесс управления движением требует вовлечения человека – регулировщика. В качестве альтернативы предлагается разработать полностью автоматизированную динамическую интеллектуальную систему управления уличным движением. Эта система с помощью датчиков измерения интенсивности потока будет управлять заданным набором светофоров с целью улучшения дорожного состояния.

Демонстрационный прототип ДИС предназначен для поддержки решения следующих задач:

мониторинг загруженности дороги;

мониторинг внештатных ситуаций (например, поломки автомобиля);

приоритетное изменение движения в случае необходимости проезда скорой помощи, милиции или пожарной машины;

выработка стратегий переключения в зависимости от текущих условий.

Для создания прототипа данной системы использовалось инстру­мен­тальное средство G2 (Gensym Corp.), предназначенное для разработки интеллектуальных систем реального времени [2, 3].

При проектировании системы была разработана имитационная модель [4,5], которая может быть представлена следующим образом [2]:

МИМ = <МОУ, МСУ, МСВ, Х, U, E, Y, С, FXEU®YZ > ,

где МОУ – модель объекта управления (описывает текущую дорожную обстановку); МСУ – модель системы управления, которая описывает систему светофоров; МСВ – модель случайных возмущений (непредвиденное изменение характеристик потока, появление машин с приоритетным правом проезда, таких как милиция, скорая помощь и т.п.); Х – совокупность факторов, влияющих на характеристики потока машин (время суток, т.е. периоды пиковых нагрузок и их спада; погодные условия и т.п.); U – множество контролируемых управляемых параметров, т.е. сигналов светофоров, отображаемых всем участникам движения; E – случайные внешние возмущения (столкновения машин, человеческий фактор и т.п.); Y – множество выходных параметров модели объекта управления (параметры, характеризующие длину очереди машин, среднее время ожидания и среднюю скорость машин); С - множество состояний системы, т.е. все допустимые комбинации элементов множеств X, U, E; FXEU®YZ - функция отображения входа ОУ в его выход (правила и процедуры, по которым рассчитываются значения выходных параметров).

Функционирование модели зависит от следующих факторов:

необходимость проезда скорой помощи или других спецмашин;

параметров каждого потока (текущего количества машин, среднего количества за 5 минут, за 15 минут, за один час, за одни сутки; текущей и средней скоростей потока; среднего времени ожидания за 5, 15, 60 машин);

приоритет для каждого потока.

Таким образом, прототип ДИС «Умный светофор» может быть использован для сравнения эффективности традиционного метода управления движением и метода, реализуемого разработанной системой.


Список литературы


Зеленин С.Ф. Правила дорожного движения с комментариями для всех понятным языком. М.: Мир автокниг, 2007. 76 с.

Рыбина Г.В. Использование методов имитационного моделирования при создании интегрированных экспертных систем реального времени // Изв. РАН. ТиСУ. 2000. №5.
С. 147-156.

Рыбина Г.В., Смирнов В.В., Шубинцева М.В. Введение в инструментальную систему G2: Компьютерный учебник по методам разработки экспертных систем реального времени на базе инструментальных систем G2+GDA. М.: МИФИ, 1997. 84 c.

Буслаев А.П. Новиков А.В. Вероятностные и имитационные подходы к оптимизации автодорожного движения. М.: Мир, 2003. 376 с.

Семенов В.В. Математическое моделирование транспортных потоков мегаполиса. Препринт № 34 Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, 2004.




ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 10